EP0862255A1 - Disconnector for surge arrester - Google Patents

Disconnector for surge arrester Download PDF

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Publication number
EP0862255A1
EP0862255A1 EP98890032A EP98890032A EP0862255A1 EP 0862255 A1 EP0862255 A1 EP 0862255A1 EP 98890032 A EP98890032 A EP 98890032A EP 98890032 A EP98890032 A EP 98890032A EP 0862255 A1 EP0862255 A1 EP 0862255A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrester
circuit
current
surge arrester
surge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98890032A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Ing Suchentrunk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felten and Guilleaume Austria AG
Original Assignee
Felten and Guilleaume Austria AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Felten and Guilleaume Austria AG filed Critical Felten and Guilleaume Austria AG
Publication of EP0862255A1 publication Critical patent/EP0862255A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/04Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
    • H02H3/048Checking overvoltage diverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/042Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage comprising means to limit the absorbed power or indicate damaged over-voltage protection device

Definitions

  • the invention relates to a disconnection device for surge arresters, comprising a the current through the surge arrester and one of these Device triggerable, causing the disconnection of the surge arrester from the network Switch-off device.
  • spark gaps are used to derive overvoltages in power supply networks Components used.
  • the most important examples are spark gaps, varistors, Suppressor diodes or the like. They are the voltage dependence of their electrical Resistance together. That means that they are below a threshold of being at them applied voltage have relatively high electrical resistances once the voltage however exceeds the threshold, become low resistance.
  • the voltage threshold is chosen so that the mains voltage is now constantly applied is below the threshold value, i.e. the components have high resistances in normal operation have and thus can flow little or no leakage currents. If an overvoltage now occurs, the voltage threshold value is exceeded, the components become low-resistance and the overvoltage energy is transferred to PE according to the components derived. An increase in the mains voltage to the - impermissibly high - value of Overvoltage can thus be avoided.
  • Each discharge component is therefore exposed to thermal loads and can only up to to a certain extent, its maximum energy absorption capacity - depending on Resist component type, volume, material, etc. If it is loaded over this limit, there is destruction or at least damage to the component.
  • TOVs T emporary O ver V oltages which of course also bring the discharge elements into their low-resistance discharge state.
  • the TOVs are significantly lower in amplitude than lightning surge voltages, but can nevertheless reach a multiple of the nominal voltage phase conductor - earth.
  • the most uncomfortable The property of TOVs with regard to arrester components is their relatively long time Exposure time. Such overvoltages can last a few hundred milliseconds take a long time, so stand in a usual 50Hz network for some periods on.
  • an arrester component can be of either of the above types of overvoltage -Lightning strike and TOV- damaged or destroyed. As a result, the the component in question no longer has its full resistance after the overvoltage has subsided, so that even in normal operation no longer negligible currents flow to earth PE.
  • EP-A1-261 606, EP-A1-613 226 and EP-A1-576 395 describe protective circuit arrangements which provide a switch-off device for each current path which is led from a mains line via an arrester, these current paths behind the switch-off device can be combined into a common grounding line.
  • a monitoring device based on the residual current circuit breaker principle is installed in this common line.
  • Each of the proposed arrester disconnectors provides a delay circuit in the secondary circuit of the summation current transformer, with which the switch is prevented from responding to currents caused by overvoltages; So a surge current resistance of the switch is achieved.
  • AT-PS-394 285 proposes to use the already existing residual current circuit breaker to monitor faulty arrester components. This is done in a simple manner by arranging the arresters behind the RCCB. Each current through a surge arrester represents a current to earth, that is, for the residual current circuit breaker a fault current causing it to trip, so that the residual current operated circuit breaker is switched off by impermissibly high arrester currents.
  • one arrester disconnector is provided per arrester component.
  • the functional principle of the disconnector is again that of a residual current circuit breaker.
  • the current through the arrester is detected by a push-through converter.
  • the current generated in the secondary coil of this push-through converter charges a capacitor; when a certain charging voltage is reached, the opening of a contact in series with the arrester component is triggered.
  • the object of the present invention is therefore to provide an arrester disconnector at the beginning Specify the type cited, in which a thermal caused by the current flow Overload of an arrester component does not have to be waited for, but rather one such overload can be prevented.
  • this is achieved in that the device which from Surge arrester recorded electrical energy and when reaching a specifiable amount of energy that is less than or equal to the maximum Energy absorption capacity of the surge arrester to be protected is that Switch-off device actuated.
  • the Switch-off device one in series to the surge arrester, by one Switch lock has actuatable interruption contact.
  • the Switch-off device a series connected to the surge arrester Surge protection device, preferably fuse, and one parallel to Surge arrester switched, operated by a switch lock short-circuit contact having.
  • the arrester is therefore not switched off by opening the contact but by Tripping an overcurrent protection device, preferably by melting one Securing what can be done by shorting the Surge arrester is caused.
  • an overcurrent protection device preferably by melting one Securing what can be done by shorting the Surge arrester is caused.
  • With fuses - compared to contacts - is open much easier way to realize a large "contact distance", so that Forming an arc and thus delaying or preventing the shutdown can be reliably prevented.
  • a particularly preferred embodiment of the invention can consist in that the Energy detection device is formed from a series circuit of a first circuit to form a signal proportional to the current through the surge arrester, a second circuit which integrates said signal over time and one Threshold detection circuit that operates the key switch.
  • This configuration option can be used in the case of arrester components, in which the on them falling voltage in the low-resistance state is approximately constant and known, be applied.
  • a device for the detection of said voltage can be saved be, which significantly simplifies the entirety of the energy detection device.
  • the circuit for forming a the signal proportional to the current through the surge arrester through a Current transformer, preferably a push-through converter, is formed.
  • the circuit for Formation of a signal proportional to the current through the surge arrester Hall probe is formed.
  • Another training option of the invention may be that the Circuit for forming a proportional to the current through the surge arrester Signal is formed by an induction coil.
  • the integer circuit is a Rectifier circuit and a capacitor includes.
  • the integrating circuit is a Rectifier circuit and an operational amplifier connected as an integrator.
  • the gain of such an operational amplifier circuit is based on the selection of it forming components adjustable so that the amplitude of the output signal very easily Requirements of the downstream modules can be adjusted.
  • the threshold detection circuit by means of a Zener diode is formed.
  • Such a component has a precisely defined switching threshold that is constant over time, which ensures a constant switching behavior of the arrester disconnector can be.
  • Threshold detection circuit is formed by an operational amplifier.
  • the switching threshold of such an arrangement can be particularly simple by selecting the Reference voltage can be set and also changed.
  • the Threshold detection circuit by means of a transistor structure operated in the reverse direction is formed.
  • the circuit to form a current through the surge arrester proportional signal is followed by a filter circuit which is proportional to the arrester current Signal limited to frequencies less than or equal to the mains frequency.
  • a further embodiment of the invention can provide that the filter circuit has low-pass or band-pass characteristics.
  • the basic idea of the invention is a thermal overload of the Arrester component, which is caused by the current flowing through it prevent.
  • the amount of an arrester such as a varistor, suppressor diode or the like is provided. monitor supplied electrical energy and at the latest when the maximum is reached Energy absorption capacity of the component, but preferably something below this maximum absorption capacity, the arrester from the network separate.
  • FIG.la A basic circuit diagram of an arrester disconnector with which these requirements are met can be shown in Fig.la.
  • the disconnector according to the invention comprises a the current through the surge arrester 1 detecting device 3 and one of these Device 3 triggerable, the disconnection of the surge arrester 1 from the network effecting shutdown device.
  • Interrupting contact 2 connected in series with the surge arrester 1 to be protected formed, which is actuated by a switch lock 4.
  • Fig. 1b shows a second embodiment of the shutdown device.
  • the Shutdown device consisting of two parts, namely one in series with the surge arrester 1 switched overvoltage protection device 21, preferably as a fuse is executed, and a parallel to the surge arrester 1, by one Switch lock 4 operable short circuit contact 22.
  • the lines labeled a, b can be connected by any conductor Power supply network be formed.
  • the line a in the most common cases by a phase conductor L1, L2 or L3 and line b through the Protective conductor PE must be formed; within the meaning of the invention, however, it is equally possible to use said Series connection of surge arrester 1 and interruption contact 2 between others Wire pairs, e.g.: L1-N, L2-N, L3-N, L1-L2 or the like.
  • a device 3 which detects the voltage present at the arrester 1 and the current through the arrester 1 and carries out the above calculation.
  • the key switch 4 is actuated, which in further consequence in the embodiment variant according to Fig.la the break contact 2 opened and the arrester 1 is disconnected from the network; in the embodiment variant according to Fig.lb. Short-circuit contact 22 closed and the surge arrester 1 thereby has a low resistance is bridged. The short circuit that thus arises between lines a, b causes a large current through the overcurrent protection device 21, whereby this triggers and thus disconnects the arrester 1 from the network.
  • a varistor has that in its low-resistance state Property that the voltage drop across it a constant, almost from the current independent, known value.
  • the energy supplied is therefore only proportional to an unknown, the product i ⁇ t , ie the integral of the current over time. Therefore, to carry out the calculation described above only this product i * t need to be detected.
  • an energy detection device 3 for varistors therefore only needs to have: a first circuit 5 which forms a signal proportional to the current through the surge arrester 1, a second circuit 6, which integrates said signal over time and a threshold detection circuit 7 symbolized by a comparator, which can actuate the switching lock 4, which it does at the latest when the energy supplied to the arrester 1 reaches the maximum absorption capacity.
  • a short-circuit contact 22 can again come into connection with an overcurrent protection device 21, as shown in FIG. 1b, which was no longer explicitly shown in FIG.
  • the straight line g is the set of all points in which the product i ⁇ t has a constant value which, multiplied by the constant voltage, gives the maximum energy absorption capacity of a varistor.
  • the shutdown characteristic of the arrester disconnector no matter what their exact course looks like - with all their points below the straight line g lies. This means that the arrester to be protected can never be too high to damage it Amount of energy to be supplied.
  • FIG.4a, b A particularly simple practical implementation of the block diagram according to FIG. 2 is shown in Fig.4a, b shown and will now be described.
  • Break contact 2 is arranged. As shown in Fig.4a, the break contact is 2nd downstream of the surge arrester 1. This arrangement is by no means mandatory, rather, as can be seen from FIG. 4b, the interrupter contact 2 be upstream of the surge arrester 1. All-pole shutdown of the Arrester 1 by providing break contacts 2 actuated by the switching mechanism 4 its two feed lines - as shown in dashed lines in Fig. 4b possible.
  • Fig.4c shows the practical implementation of the block diagram of Figure 2, the Shutdown device is designed according to Fig.1b.
  • the overcurrent protection device 21 from the circuit of the arrester 1 removed and connected upstream of the entire system.
  • the overcurrent protection device 21 can with a such an arrangement should be formed by the existing house connection protection.
  • the current through the arrester 1 is in these embodiments by means of a Current transformer 50 detected. Has turned out to be particularly cheap due to the small design a push-through converter proved.
  • any other possibility of Current measurement can be used, examples of which would be a Hall probe or a Induction coil in which the current through the arrester 1 induces a voltage, which is used directly as a current proportional signal.
  • the filter circuit 10 shown in broken lines is, as will be explained later, only optionally available and is not installed for the time being, the capacitor removed and the resistor replaced by a short circuit.
  • the signal supplied by the current sensors must now be integrated over time. Depending on the form of the signal supplied by the current sensor, corresponding components must be used for this.
  • Integrating voltage values can be used, the simplest example of which is an as Integrator-connected operational amplifier, cf. Fig. 6c.
  • the capacitor voltage is fed via a Zener diode 70 to a trigger relay 71, which trigger relay 71 is in operative connection with the switching lock 4.
  • a trigger relay 71 which trigger relay 71 is in operative connection with the switching lock 4.
  • the capacitor 60 discharges through the trigger relay 71 and thus conducts the shutdown a, as shown by opening the interrupter contact 2 but also accordingly the basic circuit diagram of Fig.lb by short-circuiting the arrester 1 and the following An overcurrent protection device 21 connected upstream of the arrester 1 is triggered can.
  • the capacitance of the capacitor 60 and the breakdown voltage of the Zener diode 70 become dimensioned so that the shutdown in the inventive manner before reaching the maximum energy absorption capacity of the arrester takes place.
  • a manually operable one Restoring element 8 is provided. If the shutdown device by short circuit contact 22nd and overcurrent protection device 21 is formed, in addition to resetting the Switch lock 4 also a restart or an exchange of Overcurrent protection device 21 are made.
  • switch actuation works independently of the mains voltage. but it is also within the scope of the invention to trigger the switch lock as in FIG. 5 shown to be dependent on the mains voltage.
  • the basic structure corresponds to that of FIG. 4 a, here the capacitor 60 discharges however, via a relay 72, which does not actuate the switching lock 4 directly, but via a contact 73 connects the trip relay 71 to the network.
  • the trigger relay 71 speaks with it and actuates the key switch 4 that is operatively connected to it.
  • the surge arrester 1 can again be used here bridging short circuit contact 22 in connection with a in series to Surge arrester 1 lying overcurrent protection device 21 are used.
  • a test device may be provided. This is formed by a second primary coil 51 of the current transformer 50, which is connected to the mains via a button 9 can be connected. When button 9 is pressed, an impermissibly high current is passed through the arrester 1 simulates the triggering when the switch is working properly causes.
  • Zener diode 70 can be used in the sense of FIG Invention also take place by other measures, as shown in FIGS. 6a-c.
  • FIGS. 6a-c For the sake of clarity, only the wiring of the Tripping relay 71 shown, the remaining components of the invention Arrester disconnector, however, omitted.
  • the Z diode is by a transistor structure 11 operated in the reverse direction formed, which in the simplest case consists of a single transistor.
  • the base emitter path this transistor is connected in series in the reverse direction to the trigger relay 71, breaks -like a Z-diode- with a precisely defined voltage and thus enables a current flow through the trigger relay 71.
  • the breakdown voltage of the transistor structure 11 By connecting several lines registered transistors, the breakdown voltage of the transistor structure 11 on easily increased.
  • the transistor structure 11 has transistors 12 and 13 and resistors 14 and 15 wired.
  • a capacitor 16 can be advantageous to short-circuit interference signals.
  • the Transistors 12 and 13 are arranged in a positive feedback circuit.
  • the resistors 14 and 15 ensure a high-resistance connection of the transistor structure 11, as a result of which this does not act as a burden on capacitor 60 while it is charging.
  • the Transistors 14, 15 are advantageously selected with a high current gain. If the If transistor structure 11 becomes conductive in its blocking direction, the voltage drop ensures Resistor 14 for controlling transistor 12 to be in the conductive state. The one then Current flowing through the resistor 15 leads to a voltage drop that causes the transistor 13 controls. An even larger current is then drawn via the resistor 14, since the voltage drop across transistor 13 in the conductive state is substantially lower.
  • the current actuating the trigger relay 71 thus flows almost completely in summary over the conductive emitter-collector paths of the transistors 12, 13 and can therefore without The amplitudes required for actuation of the trigger relay actuation cause damage accept.
  • Threshold value detection by an operational amplifier 20 connected as a comparator educated.
  • the signal proportional to the arrester current is integrated by a another operational amplifier 17, which is connected by a circuit known per se Resistor 19 and a capacitor 18 is operated as an integrator.
  • the threshold value detection or. Integrating circuits can be used in any combination can be used: For example, the capacitor 60 in
  • the arrester must be undisturbed, i.e. without the arrester disconnect trips, can discharge. At a switch of the previous described type, this is only the case if the energy content of the Surge surge remains below the maximum energy absorption capacity of the arrester.
  • the purpose of a surge arrester is to make surge voltages independent of theirs Energy content. even if they would destroy the arrester.
  • the Surge current resistance of the arrester disconnector - the one discussed so far Design is only given in relation to "low-energy" surge surges accordingly also to extend to "high-energy” surge surges.
  • the invention provides that the one to be protected Arrester 1 flowing currents, the frequencies of which are greater than the mains frequency, that is of short-term surges, e.g. Lightning surges - are caused at the Calculation of the electrical energy supplied to the arrester 1 are disregarded.
  • circuitry In terms of circuitry, this is realized in such a way that the circuit 5 forms a current through the surge arrester 1 proportional signal, a filter circuit 10 is connected downstream, the signal proportional to the arrester current at frequencies smaller or equal to the network frequency.
  • the TOVs mentioned at the beginning have a network frequency and therefore flow fully into the calculation of the energy consumption, the Arrester disconnectors therefore continue to respond to them.
  • said filter circuit 10 Have low-pass or band-pass characteristics and be designed for the network frequency.
  • this filter circuit 10 has been entered with dashed lines.
  • the practical one Realization can be done by a simple passive RC circuit, as in FIGS. 5 represented, but also by any other known circuit that the required Has transmission properties take place.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The arrangement includes an arrangement (3) recording a current flowing through the over-voltage protection device (1), and a switch-off arrangement triggered by the current measuring arrangement for separating the over-voltage protection device from a line supply. The arrangement records the electric energy received by the over-voltage protection device, and operates the switch-off arrangement when reaching a pre-settable energy quantity which is smaller or equal to the maximum power dissipation of the over-voltage protection device. The switch-off arrangement includes a breaker contact (2) connected in series to the over-voltage protection device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtrennvorrichtung für Überspannungsableiter, umfassend eine den Strom durch den Überspannungsableiter erfassende Einrichtung und eine von dieser Einrichtung auslösbare, die Abtrennung des Überspannungsableiters vom Netz bewirkende Abschalteinrichtung.The invention relates to a disconnection device for surge arresters, comprising a the current through the surge arrester and one of these Device triggerable, causing the disconnection of the surge arrester from the network Switch-off device.

Zur Ableitung von Überspannungen in Spannungsversorgungsnetzen werden verschiedene Bauteile eingesetzt. Die wichtigsten Beispiele sind Funkenstrecken, Varistoren, Suppressordioden od. dgl. Ihnen ist die Spannungsabhängigkeit ihres elektrischen Widerstandes gemeinsam. Das bedeutet, daß sie unterhalb eines Schwellwertes der an sie angelegten Spannung relativ hohe elektrische Widerstände aufweisen, sobald die Spannung jedoch den Schwellwert übersteigt, niederohmig werden.Various are used to derive overvoltages in power supply networks Components used. The most important examples are spark gaps, varistors, Suppressor diodes or the like. They are the voltage dependence of their electrical Resistance together. That means that they are below a threshold of being at them applied voltage have relatively high electrical resistances once the voltage however exceeds the threshold, become low resistance.

Diese Eigenschaft kann zur Ableitung von Netzüberspannungen, die am häufigsten von Blitzschlägen hervorgerufen werden, ausgenützt werden. Dazu werden besagte Bauteile in Anlagenzuleitungen zwischen den Phasenleitern L1, L2, L3 und der Erdung PE als auch zwischen dem Neutralleiter N und der Erdung PE eingebaut. Der vorhin angesprochene Spannungs-Schwellwert ist dabei so gewählt, daß die -nun ständig anliegende- Netzspannung unterhalb des Schwellwertes liegt, die Bauelemente im Normalbetrieb also hohe Widerstände aufweisen und damit keine bzw. lediglich geringfügige Leckströme fließen können. Tritt nun eine Überspannung auf, wird der Spannungsschwellwert überschritten, die Bauteile werden damit niederohmig und die Überspannungsenergie wird über die Bauteile nach PE abgeleitet. Eine Anhebung der Netzspannung auf den -unzulässig hohen- Wert der Überspannung kann damit vermieden werden.This property can be used to derive grid surges, the most common of Lightning strikes are caused to be exploited. For this purpose, said components in System leads between the phase conductors L1, L2, L3 and the ground PE as well installed between the neutral conductor N and the earth PE. The one mentioned earlier The voltage threshold is chosen so that the mains voltage is now constantly applied is below the threshold value, i.e. the components have high resistances in normal operation have and thus can flow little or no leakage currents. If an overvoltage now occurs, the voltage threshold value is exceeded, the components become low-resistance and the overvoltage energy is transferred to PE according to the components derived. An increase in the mains voltage to the - impermissibly high - value of Overvoltage can thus be avoided.

Je nach Energiegehalt der Überspannung kommt es im Ableitfall zu relativ hohen -die Überspannungs-Ableitbauteile durchfließenden und diese erwärmenden- Strömen.Depending on the energy content of the overvoltage, there are relatively high ones in the discharge case Surge arrester components flowing through and heating these currents.

Jedes Ableitbauelement ist somit thermischen Belastungen ausgesetzt und kann diesen nur bis zu einem gewissen Grad, seinem maximalen Energieabsorptionsvermögen -abhängig von Bauteiltype, Volumen, Material usw.- standhalten. Wird es über diese Grenze belastet, kommt es zur Zerstörung oder zumindest zu Beschädigungen des Bauteils.Each discharge component is therefore exposed to thermal loads and can only up to to a certain extent, its maximum energy absorption capacity - depending on Resist component type, volume, material, etc. If it is loaded over this limit, there is destruction or at least damage to the component.

Neben den relativ kurzzeitigen Überspannungen, wie sie z.B. durch Blitzschlag hervorgerufen werden, können auch länger dauernde Netzspannungsanhebungen (sog. TOVs Temporary Over Voltages) auftreten, welche selbstverständlich auch die Ableitelemente in ihren niederohmigen Ableitzustand bringen.In addition to the relatively short-term overvoltages, such as those caused by lightning, there may also be longer mains voltage increases (so-called TOVs T emporary O ver V oltages), which of course also bring the discharge elements into their low-resistance discharge state.

Die Ursache hiefür ist folgende: Ein zur Versorgung einer Anlage herangezogenes Niederspannungsnetz wird über einen Transformator von einem Mittelspannungsnetz versorgt. Beide Sternpunkte -primär- und sekundärseitiger Sternpunkt - des Transformators sind über einen gemeinsamen Erdungswiderstand geerdet.The reason for this is as follows: One used to supply a system Low voltage network is powered by a transformer from a medium voltage network provided. Both star points - primary and secondary star point - of the transformer are earthed via a common earth resistance.

Beim Auftreten eines Erdschlusses im Mittelspannungsnetz kommt es nun zu einem Stromfluß und als Folge davon zu einem Spannungsabfall über den Erdungswiderstand.If an earth fault occurs in the medium-voltage network, one now occurs Current flow and, as a result, a voltage drop across the earth resistance.

Damit wird aber der sekundärseitige Sternpunkt und damit der Neutralleiter des Niederspannungsnetzes in seinem Potential um besagten Erdungswiderstand-Spannungsabfall angehoben. In weiterer Folge steigt auch die Potentialdifferenz Phasenleiter-Erdung im Niederspannungsnetz.But this is the secondary star point and thus the neutral conductor of the Low voltage network in its potential around said earth resistance drop raised. Subsequently, the potential difference between phase conductor earthing increases Low voltage network.

In der Amplitude sind die TOVs wesentlich niedriger als Blitzüberspannungen, können aber dennoch ein Vielfaches der Nennspannung Phasenleiter - Erde erreichen. Die unangenehmste Eigenschaft der TOVs in Hinblick auf Ableiterbauelemente ist deren relativ lange Einwirkungsdauer. Derartige Überspannungen können nämlich einige hundert Millisekunden lange andauern, stehen also in einem üblichen 50Hz-Netz während einiger Periodendauern an.The TOVs are significantly lower in amplitude than lightning surge voltages, but can nevertheless reach a multiple of the nominal voltage phase conductor - earth. The most uncomfortable The property of TOVs with regard to arrester components is their relatively long time Exposure time. Such overvoltages can last a few hundred milliseconds take a long time, so stand in a usual 50Hz network for some periods on.

Damit ist aber ein lange einwirkender Ableitstrom und in weiterer Folge eine hohe thermische Belastung der Ableiterbauteile verbunden.However, this is a long-acting leakage current and subsequently a high one thermal load on the arrester components.

Zusammenfassend kann ein Ableiterbauteil von beiden der angeführten Überspannungstypen -Blitzschlag und TOV- beschädigt oder zerstört werden. Als Folge davon erreicht der betreffende Bauteil nach Abklingen der Überspannung nicht mehr seinen vollen Widerstand, sodaß auch im Normalbetrieb nicht mehr vernachlässigbare Ströme gegen Erde PE fließen.In summary, an arrester component can be of either of the above types of overvoltage -Lightning strike and TOV- damaged or destroyed. As a result, the the component in question no longer has its full resistance after the overvoltage has subsided, so that even in normal operation no longer negligible currents flow to earth PE.

Ein solcherart schadhafter Bauteil muß deshalb erkannt und vom Netz -mittels eines Ableitertrennschalters- abgetrennt werden. Damit eine neuerliche Überspannung wieder gegen Erde PE abgeleitet werden kann, muß in letzter Konsequenz ein Ausgetausch des defekten Bauteils und die Wiedereinschaltung des Ableitertrennschalters erfolgen.Such a defective component must therefore be recognized and one of the network means Arrester disconnector. So a new surge again against earth PE can ultimately be exchanged for the defective component and the arrester disconnector is switched on again.

Für die konstruktive Realisierung eines eben in seiner Funktion beschriebenen Ableitertrennschalters wurden bereits einige Vorschläge gemacht.For the constructive realization of a function just described Arrester disconnector, some suggestions have already been made.

Die EP-A1-261 606, EP-A1-613 226 und die EP-A1-576 395 beschreiben Schutzschaltungsanordnungen, die für jeden Strompfad, der von einer Netzleitung über einen Ableiter geführt wird, eine Abschalteinrichtung vorsehen, wobei diese Strompfade hinter der Abschalteinrichtung zu einer gemeinsamen Erdungsleitung zusammengefaßt werden. In diese gemeinsame Leitung ist eine Überwachungseinrichtung nach dem Fehlerstrom-Schutzschalterprinzip eingebaut. Jeder der vorgeschlagenen Ableitertrennschalter sieht im Sekundärkreis des Summenstromwandlers eine Verzögerungsschaltung vor, mit der verhindert wird, daß der Schalter auch auf von Überspannungen hervorgerufene Ströme anspricht; es wird also eine Stoßstromfestigkeit des Schalters erreicht. EP-A1-261 606, EP-A1-613 226 and EP-A1-576 395 describe protective circuit arrangements which provide a switch-off device for each current path which is led from a mains line via an arrester, these current paths behind the switch-off device can be combined into a common grounding line. A monitoring device based on the residual current circuit breaker principle is installed in this common line. Each of the proposed arrester disconnectors provides a delay circuit in the secondary circuit of the summation current transformer, with which the switch is prevented from responding to currents caused by overvoltages; So a surge current resistance of the switch is achieved.

Die AT-PS-394 285 schlägt vor, den ohnehin vorhandenen FI-Schutzschalter zur Überwachung von fehlerhaften Ableiterbauelementen zu verwenden. Dies geschieht in einfacher Weise dadurch, daß die Ableiter hinter dem FI-Schutzschalter angeordnet werden. Jeder Strom über eine Ableiter stellt einen Strom gegen Erde, also für den FI-Schutzschalter einen seine Auslösung veranlassenden Fehlerstrom dar, sodaß durch unzulässig hohe Ableiterströme die Abschaltung des FI-Schutzschalters bewirkt wird. AT-PS-394 285 proposes to use the already existing residual current circuit breaker to monitor faulty arrester components. This is done in a simple manner by arranging the arresters behind the RCCB. Each current through a surge arrester represents a current to earth, that is, for the residual current circuit breaker a fault current causing it to trip, so that the residual current operated circuit breaker is switched off by impermissibly high arrester currents.

Nach der AT-PS-391 571 ist je ein Ableitertrennschalter pro Ableiterbauelement vorgesehen. Das Funktionsprinzip des Trennschalters ist wieder das eines FI-Schutzschalters. Der Strom durch den Ableiter wird über einen Durchsteckwandler erfaßt. Der in der Sekundärspule dieses Durchsteckwandlers hervorgerufene Strom lädt einen Kondensator, bei Erreichen einer bestimmten Ladespannung wird die Öffnung eines in Serie zum Ableiterbauteil liegenden Kontaktes ausgelöst. According to AT-PS-391 571 , one arrester disconnector is provided per arrester component. The functional principle of the disconnector is again that of a residual current circuit breaker. The current through the arrester is detected by a push-through converter. The current generated in the secondary coil of this push-through converter charges a capacitor; when a certain charging voltage is reached, the opening of a contact in series with the arrester component is triggered.

In all den genannten Lösungsvorschlägen wird stets die Beschädigung bzw. Zerstörung eines Ableiterbauelementes abgewartet und erst danach aufgrund des daraus resultierenden unzulässig hohen Ableiterstromes die Abtrennung der Überspannungsableiteinrichtung bzw. des defekten Ableiterbauteils veranlaßt.In all the proposed solutions, the damage or destruction of a Arrester component waited and only then because of the resulting impermissibly high arrester current the disconnection of the surge arrester or of the defective arrester component.

Es wird damit in Kauf genommen, daß Ableiterbauteile auch durch nur geringfügig über der Nennspannung liegende -und damit eher ungefährliche- Überspannungen thermisch zerstört werden, wodurch sich der offensichtliche Nachteil des relativ hohen Verschleißes von Ableiterbauteilen ergibt.It is accepted that arrester components are only slightly above the Nominal voltage lying - and therefore rather harmless - overvoltages thermally destroyed become, which is the obvious disadvantage of the relatively high wear of Arrester components results.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ableitertrennschalter der eingangs zitierten Art anzugeben, bei welchem eine vom Stromfluß verursachte thermische Überlastung eines Ableiterbauteiles nicht abgewartet werden muß, sondern vielmehr eine solche Überlastung verhindert werden kann.The object of the present invention is therefore to provide an arrester disconnector at the beginning Specify the type cited, in which a thermal caused by the current flow Overload of an arrester component does not have to be waited for, but rather one such overload can be prevented.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung die vom Überspannungsableiter aufgenommene elektrische Energie erfaßt und beim Erreichen einer vorgebbaren Energiemenge, die kleiner oder gleich dem maximalen Energieaufnahmevermögen des zu schützenden Überspannungsableiters ist, die Abschalteinrichtung betätigt.According to the invention, this is achieved in that the device which from Surge arrester recorded electrical energy and when reaching a specifiable amount of energy that is less than or equal to the maximum Energy absorption capacity of the surge arrester to be protected is that Switch-off device actuated.

Damit wird vor oder bei Erreichen der maximal zulässigen Erwärmung des Ableiters die Energie- und damit die Wärmezufuhr gestoppt, sodaß daraus resultierende Beschädigungen bzw. Zerstörungen vermieden werden können.This means that before or when the maximum permissible heating of the arrester is reached Energy and thus the heat supply stopped, resulting in damage or destruction can be avoided.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abschalteinrichtung einen in Serie zum Überspannungsableiter geschalteten, von einem Schaltschloß betätigbaren Unterbrechungskontakt aufweist.According to a first embodiment of the invention it can be provided that the Switch-off device one in series to the surge arrester, by one Switch lock has actuatable interruption contact.

Dies stellt eine mit besonders wenig Materialaufwand verbundene Gestaltungsmöglichkeit der Abschalteinrichtung dar.This represents a design possibility associated with particularly little material expenditure Switch-off device.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abschalteinrichtung eine in Serie zum Überspannungsableiter geschaltete Überspannungsschutzeinrichtung, vorzugsweise Schmelzsicherung, und einen parallel zum Überspannungsableiter geschalteten, von einem Schaltschloß betätigbaren Kurzschlußkontakt aufweist.According to a second embodiment of the invention it can be provided that the Switch-off device a series connected to the surge arrester Surge protection device, preferably fuse, and one parallel to Surge arrester switched, operated by a switch lock short-circuit contact having.

Das Abschalten der Ableiter erfolgt damit nicht durch Kontaktöffnung sondern durch Auslösen einer Überstromschutzeinrichtung, vorzugsweise durch Abschmelzen einer Sicherung, was durch das besonders rasch durchführbare Kurzschließen des Überspannungsableiters hervorgerufen wird. Bei Sicherungen ist -verglichen mit Kontakten-auf wesentlich einfachere Weise ein großer "Kontaktabstand" realisierbar, sodaß das Ausbilden eines Lichtbogens und damit die Verzögerung bzw. Verhinderung der Abschaltung zuverlässig unterbunden werden kann.The arrester is therefore not switched off by opening the contact but by Tripping an overcurrent protection device, preferably by melting one Securing what can be done by shorting the Surge arrester is caused. With fuses - compared to contacts - is open much easier way to realize a large "contact distance", so that Forming an arc and thus delaying or preventing the shutdown can be reliably prevented.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß die Energieerfassungs-Einrichtung gebildet ist aus einer Serienschaltung einer ersten Schaltung zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter proportionalen Signales, einer zweiten Schaltung welche besagtes Signal über die Zeit integriert und einer Schwellwerterkennungs-Schaltung, welche das Schaltschloß betätigt. A particularly preferred embodiment of the invention can consist in that the Energy detection device is formed from a series circuit of a first circuit to form a signal proportional to the current through the surge arrester, a second circuit which integrates said signal over time and one Threshold detection circuit that operates the key switch.

Diese Ausgestaltungsmöglichkeit kann bei Ableiterbauteilen, bei welchen die an ihnen abfallende Spannung im niederohmigen Zustand annähernd konstant und bekannt ist, angewandt werden. Eine Einrichtung zur Detektion besagter Spannung kann eingespart werden, was die Gesamtheit der Energieerfassungs-Einrichtung wesentlich vereinfacht.This configuration option can be used in the case of arrester components, in which the on them falling voltage in the low-resistance state is approximately constant and known, be applied. A device for the detection of said voltage can be saved be, which significantly simplifies the entirety of the energy detection device.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schaltung zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter proportionalen Signales durch einen Stromwandler, vorzugsweise einen Durchsteckwandler, gebildet ist.In a development of the invention it can be provided that the circuit for forming a the signal proportional to the current through the surge arrester through a Current transformer, preferably a push-through converter, is formed.

Damit kann ein galvanisch vom Ableiterstrom getrennter, in seiner Amplitude wesentlich kleinerer Meßstrom erzeugt werden.This means that an amplitude that is electrically isolated from the arrester current can be significant smaller measuring current can be generated.

Nach einer anderen Ausgestaltungsweise kann vorgesehen sein, daß die Schaltung zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter proportionalen Signales durch ein Hall-Sonde gebildet ist.According to another embodiment, it can be provided that the circuit for Formation of a signal proportional to the current through the surge arrester Hall probe is formed.

Hiermit kann ebenfalls ein galvanisch getrenntes Signal, diesmal in Form einer Spannung erzeugt werden.This can also be a galvanically isolated signal, this time in the form of a voltage be generated.

Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung kann darin gelegen sein, daß die Schaltung zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter proportionalen Signales durch eine Induktionsspule gebildet ist.Another training option of the invention may be that the Circuit for forming a proportional to the current through the surge arrester Signal is formed by an induction coil.

Wie bei der Hall-Sonde wird auch durch eine solche Stromerfassungs-Einrichtung eine dem Strom proportionale Spannung erhalten, wobei hier Herstellung und Beschaltung wesentlich einfacher sind als bei einer Hall-Sonde.As with the Hall probe, such a current detection device also turns one into the Current proportional voltage received, here manufacturing and wiring essential are simpler than with a Hall probe.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, daß die Integier-Schaltung eine Gleichrichterschaltung und einen Kondensator umfaßt.Another feature of the invention may be that the integer circuit is a Rectifier circuit and a capacitor includes.

Dies erlaubt eine besonders einfache, funktionszuverlässige Realisierung der Integrierfunktion.This allows a particularly simple, functionally reliable implementation of the Integrating function.

In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, daß die Integrier-Schaltung eine Gleichrichterschaltung und einen als Integrator beschalteten Operationsverstärker umfaßt.In this context it can also be provided that the integrating circuit is a Rectifier circuit and an operational amplifier connected as an integrator.

Die Verstärkung einer solchen Operationsverstärker-Schaltung ist über die Auswahl der sie bildenden Bauteile einstellbar, sodaß die Amplitude des Ausgangssignales sehr einfach den Anforderungen der nachgeschalteten Baugruppen abpaßbar ist.The gain of such an operational amplifier circuit is based on the selection of it forming components adjustable so that the amplitude of the output signal very easily Requirements of the downstream modules can be adjusted.

Weiters kann vorgesehen sein, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung durch eine Z-Diode gebildet ist.Furthermore, it can be provided that the threshold detection circuit by means of a Zener diode is formed.

Ein derartiges Bauteil weist eine genau definierte, zeitlich konstante Schaltschwelle auf, womit ein zeitlich gleichbleibendes Schaltverhalten des Ableitertrennschalters sichergestellt werden kann.Such a component has a precisely defined switching threshold that is constant over time, which ensures a constant switching behavior of the arrester disconnector can be.

Eine andere Variante der Realisierung der Erfindung kann darin gelegen sein, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung durch einen Operationsverstärker gebildet ist.Another variant of the implementation of the invention can be that the Threshold detection circuit is formed by an operational amplifier.

Die Schaltschwelle eine solchen Anordnung kann besonders einfach durch Auswahl der Referenzspannung eingestellt und auch verändert werden.The switching threshold of such an arrangement can be particularly simple by selecting the Reference voltage can be set and also changed.

Nach einer weitere Ausgestaltungsmöglichkeit kann vorgesehen sein, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung durch eine in Sperrichtung betriebene Transistorstruktur gebildet ist. According to a further embodiment, it can be provided that the Threshold detection circuit by means of a transistor structure operated in the reverse direction is formed.

Im Gegensatz zur eben erläuterten Operationsverstärker-Schaltung benötigt eine solche Transistorstruktur keine Betriebsspannung, sodaß die zu ihrer Erzeugung notwendigen Baugruppen entfallen können.In contrast to the operational amplifier circuit just described, it requires one Transistor structure no operating voltage, so that the necessary for their generation Assemblies can be omitted.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein. daß der Schaltung zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter proportionalen Signales eine Filterschaltung nachgeschaltet ist, welche das Ableiterstrom-proportionale Signal auf Frequenzen kleiner bzw. gleich der Netzfrequenz begrenzt.According to a particularly preferred embodiment of the invention, provision can be made. that the circuit to form a current through the surge arrester proportional signal is followed by a filter circuit which is proportional to the arrester current Signal limited to frequencies less than or equal to the mains frequency.

Damit wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlauslösungen bei kurzzeitigen Überspannungen, die eigentlich ungestört abgeleitet werden sollten, zuverlässig herabgesetzt.This reduces the probability of false tripping in the event of short-term surges, which should actually be derived undisturbed, reliably reduced.

In diesem Zusammenhang kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Filterschaltung Tiefpaß- oder Bandpaß-Charakteristik aufweist.In this context, a further embodiment of the invention can provide that the filter circuit has low-pass or band-pass characteristics.

Damit wird die Einwirkung von hochfrequenten Ableiterströmen auf die Schaltschloßauslösung zuverlässig unterdrückt.This eliminates the effects of high-frequency arrester currents on the Switch lock release reliably suppressed.

Die Erfindung wird nun anhand der beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Die einzelnen Figuren zeigen:

  • Fig.1a ein Prinzip-Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ableitertrennschalters;
  • Fig.1b ein Prinzip-Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ableitertrennschalters;
  • Fig.2 das Prinzip-Blockschaltbild nach Fig.1a für die Anwendung bei Varistoren mit detaillierterer Darstellung der Energieerfassungs-Schaltung;
  • Fig.3 das maximale Energieabsorptionsvermögen eines Varistors in Form eines Strom/Zeit-Diagrammes;
  • Fig.4a-c Schaltbilder zweier praktischer Ausführungen eines erfindungsgemäßen Ableitertrennschalters mit einer netzspannungsunabhängigen Schaltschloß-Auslösung;
  • Fig.5 den Ableitertrennschalter nach Fig.4a,b mit einer netzspannungsabhängigen Schaltschloß-Auslösung und
  • Fig.6a-c verschiedene Ausführungsformen der die Belastung des Ableiterbauelementes erfassenden Schaltung.
  • The individual figures show:
  • 1a shows a basic block diagram of a first embodiment of an arrester disconnector according to the invention;
  • 1b shows a basic block diagram of a second embodiment of an arrester disconnector according to the invention;
  • 2 shows the basic block diagram according to FIG. 1a for use with varistors with a more detailed representation of the energy detection circuit;
  • 3 shows the maximum energy absorption capacity of a varistor in the form of a current / time diagram;
  • 4a-c circuit diagrams of two practical designs of an arrester disconnector according to the invention with a switching lock release that is independent of the mains voltage;
  • Fig.5 the arrester disconnector according to Fig.4a, b with a mains voltage-dependent switch lock release and
  • 6a-c show different embodiments of the circuit which detects the load on the arrester component.
  • Grundlegender Gedanke der Erfindung ist es, eine thermische Überlastung des Ableiterbauteiles, die durch den ihn durchfließenden Strom hervorgerufen wird, zu verhindern.The basic idea of the invention is a thermal overload of the Arrester component, which is caused by the current flowing through it prevent.

    Dazu ist vorgesehen, die Menge der einem Ableiter wie Varistor, Suppressordiode od. dgl. zugeführten elektrischen Energie zu überwachen und spätestens bei Erreichen des maximalen Energieaufnahmevermögens des Bauelementes, vorzugsweise jedoch bei einem etwas unterhalb dieses Maximalaufnahmevermögens liegenden Wertes, den Ableiter vom Netz zu trennen.For this purpose, the amount of an arrester such as a varistor, suppressor diode or the like is provided. monitor supplied electrical energy and at the latest when the maximum is reached Energy absorption capacity of the component, but preferably something below this maximum absorption capacity, the arrester from the network separate.

    Ein Prinzipschaltbild eines Ableitertrennschalters, mit dem diese Forderungen erreicht werden können, ist in Fig.la dargestellt. Der erfindungsgemäße Trennschalter umfaßt eine den Strom durch den Überspannungsableiter 1 erfassende Einrichtung 3 und eine von dieser Einrichtung 3 auslösbare, die Abtrennung des Überspannungsableiters 1 vom Netz bewirkende Abschalteinrichtung. Diese ist bei der Ausführungsform nach Fig.1a durch einen in Serie zum zu schützenden Überspannungsableiter 1 geschalteten Unterbrechungskontakt 2 gebildet, der von einem Schaltschloß 4 betätigbar ist.A basic circuit diagram of an arrester disconnector with which these requirements are met can be shown in Fig.la. The disconnector according to the invention comprises a the current through the surge arrester 1 detecting device 3 and one of these Device 3 triggerable, the disconnection of the surge arrester 1 from the network effecting shutdown device. In the embodiment according to FIG Interrupting contact 2 connected in series with the surge arrester 1 to be protected formed, which is actuated by a switch lock 4.

    Eine zweite Ausführungsform der Abschalteinrichtung zeigt Fig.1b. Hier besteht die Abschalteinrichtung aus zwei Teilen, nämlich einer in Serie zum Überspannungsableiter 1 geschalteten Überspannungsschutzeinrichtung 21, die vorzugsweise als Schmelzsicherung ausgeführt ist, und einen parallel zum Überspannungsableiter 1 geschalteten, von einem Schaltschloß 4 betätigbaren Kurzschlußkontakt 22.Fig. 1b shows a second embodiment of the shutdown device. Here is the Shutdown device consisting of two parts, namely one in series with the surge arrester 1 switched overvoltage protection device 21, preferably as a fuse is executed, and a parallel to the surge arrester 1, by one Switch lock 4 operable short circuit contact 22.

    Die mit a,b bezeichneten Leitungen können durch beliebige Leiter eines Stromversorgungsnetzes gebildet sein. Im herkömmlichen Dreiphasennetz wird die Leitung a in den häufigsten Fällen durch einen Phasenleiter L1, L2 oder L3 und Leitung b durch den Schutzleiter PE gebildet sein; im Sinne der Erfindung ist es jedoch genauso möglich, besagte Serienschaltung aus Überspannungsableiter 1 und Unterbrechungskontakt 2 zwischen andere Leiterpaare, z.B.: L1-N, L2-N, L3-N, L1-L2 od. dgl. zu schalten.The lines labeled a, b can be connected by any conductor Power supply network be formed. In the conventional three-phase network, the line a in the most common cases by a phase conductor L1, L2 or L3 and line b through the Protective conductor PE must be formed; within the meaning of the invention, however, it is equally possible to use said Series connection of surge arrester 1 and interruption contact 2 between others Wire pairs, e.g.: L1-N, L2-N, L3-N, L1-L2 or the like.

    Nachdem die einem resistiven Bauelement zugeführte Energie gemäß der Formel: W = u · i · t berechnet werden kann, ist eine Einrichtung 3 vorgesehen, welche die am Ableiter 1 anliegende Spannung sowie den Strom durch den Ableiter 1 erfaßt und die obige Berechnung durchführt.After the energy supplied to a resistive component according to the formula: W = u · i · t can be calculated, a device 3 is provided which detects the voltage present at the arrester 1 and the current through the arrester 1 and carries out the above calculation.

    Sobald die errechnete Energiemenge einen vorgebbaren -eben das Maximalaufnahmevermögen bzw. einen knapp unterhalb des maximalen Aufnahmevermögens liegenden- Wert erreicht, wird das Schaltschloß 4 betätigt, wodurch in weiterer Folge bei der Ausführungsvariante nach Fig.la der Unterbrecherkontakt 2 geöffnet und der Ableiter 1 vom Netz getrennt wird; bei der Ausführungsvariante nach Fig.lb der Kurzschlußkontakt 22 geschlossen und der Überspannungsableiter 1 dadurch niederohmig überbrückt wird. Der auf diese Weise zwischen den Leitungen a,b entstehende Kurzschluß ruft einen großen Strom über die Überstromschutzeinrichtung 21 hervor, wodurch diese auslöst und so den Ableiter 1 vom Netz trennt.As soon as the calculated amount of energy has a predeterminable level Maximum absorption capacity or one just below the maximum Capacity is reached, the key switch 4 is actuated, which in further consequence in the embodiment variant according to Fig.la the break contact 2 opened and the arrester 1 is disconnected from the network; in the embodiment variant according to Fig.lb. Short-circuit contact 22 closed and the surge arrester 1 thereby has a low resistance is bridged. The short circuit that thus arises between lines a, b causes a large current through the overcurrent protection device 21, whereby this triggers and thus disconnects the arrester 1 from the network.

    Wenn es sich bei dem zu schützenden Ableiter 1 um einen Varistor handelt, was in der Praxis sehr häufig der Fall ist, so kann eine Vereinfachung dieser Prinzipschaltbilder Fig.1a, Fig.1b vorgenommen werden. Ein Varistor hat nämlich in seinem niederohmigen Zustand die Eigenschaft, daß die an ihm abfallende Spannung einen konstanten, nahezu vom Strom unabhängigen, bekannten Wert aufweist.If the arrester 1 to be protected is a varistor, this is in practice is very often the case, a simplification of these basic circuit diagrams Fig.1a, Fig.1b be made. A varistor has that in its low-resistance state Property that the voltage drop across it a constant, almost from the current independent, known value.

    Die zugeführte Energie ist damit nur mehr einer Unbekannten, dem Produkt i · t, also dem Integral des Stromes über die Zeit proportional. Für die Durchführung der oben erläuterten Berechnung braucht daher nur mehr dieses Produkt i · t erfaßt werden.The energy supplied is therefore only proportional to an unknown, the product i · t , ie the integral of the current over time. Therefore, to carry out the calculation described above only this product i * t need to be detected.

    Wie in Fig.2 dargestellt, braucht eine Energieerfassungs-Einrichtung 3 für Varistoren demzufolge nur noch aufweisen:
    eine erste Schaltung 5, die ein dem Strom durch den Überspannungsableiter 1 proportionales Signal bildet,
    eine zweite Schaltung 6, die besagtes Signal über die Zeit integriert und eine Schwellwert-Erkennungsschaltung 7 -symbolisiert durch einen Komparator-, die das Schaltschloß 4 betätigen kann, was sie spätestens dann macht, wenn die dem Ableiter 1 zugeführte Energie das maximale Absorptionsvermögen erreicht. Anstelle des dargestellten Unterbrechungskontaktes 2 kann wieder entsprechend Fig.1b ein Kurzschlußkontakt 22 in Verbindung mit einer Überstromschutzeinrichtung 21 treten, was in Fig.2 nicht mehr explizit dargestellt wurde.
    As shown in FIG. 2, an energy detection device 3 for varistors therefore only needs to have:
    a first circuit 5 which forms a signal proportional to the current through the surge arrester 1,
    a second circuit 6, which integrates said signal over time and a threshold detection circuit 7 symbolized by a comparator, which can actuate the switching lock 4, which it does at the latest when the energy supplied to the arrester 1 reaches the maximum absorption capacity. Instead of the interruption contact 2 shown, a short-circuit contact 22 can again come into connection with an overcurrent protection device 21, as shown in FIG. 1b, which was no longer explicitly shown in FIG.

    Besonders einfach läßt sich die erläuterte Abschaltbedingung graphisch darstellen, so wie dies in Fig.3 durchgeführt wurde. Ausgangspunkt für dieses Diagramm ist die Gleichung für das maximale Energieabsorptionsvermögen eines Varistors: Wmax = u · i · t, mit u=const => Wmax prop. i · t The switch-off condition explained can be represented graphically in a particularly simple manner, as was carried out in FIG. The starting point for this diagram is the equation for the maximum energy absorption capacity of a varistor: W Max = u · i · t, with u = const => W Max prop. i · t

    Die eingetragene Gerade g ist die Menge aller Punkte, in denen das Produkt i · t einen konstanten Wert aufweist, der multipliziert mit der konstanten Spannung das maximale Energieabsorptionsvermögen eines Varistors ergibt.The straight line g is the set of all points in which the product i · t has a constant value which, multiplied by the constant voltage, gives the maximum energy absorption capacity of a varistor.

    Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Abschaltkennlinie des Ableitertrennschalters - egal wie deren genauer Verlauf aussieht- mit allen ihren Punkten unterhalb der Geraden g liegt. Damit kann dem zu schützenden Ableiter niemals eine zu hohe, ihn beschädigende Energiemenge zugeführt werden.According to the invention, it is now provided that the shutdown characteristic of the arrester disconnector - no matter what their exact course looks like - with all their points below the straight line g lies. This means that the arrester to be protected can never be too high to damage it Amount of energy to be supplied.

    Eine besonders einfache praktische Realisierung des Blockschaltbildes nach Fig.2 ist in Fig.4a,b dargestellt und soll nun beschrieben werden.A particularly simple practical implementation of the block diagram according to FIG. 2 is shown in Fig.4a, b shown and will now be described.

    Es ist wieder der Überspannungsableiter 1 vorhanden, in dessen Strompfad ein Unterbrecherkontakt 2 angeordnet ist. Wie in Fig.4a dargestellt, ist der Unterbrecherkontakt 2 dem Überspannungsableiter 1 nachgeschaltet. Diese Anordnung ist aber keineswegs zwingend vorzusehen, vielmehr kann -wie aus Fig.4b ersichtlich- der Unterbrecherkontakt 2 dem Überspannungsableiter 1 vorgeschaltet sein. Auch eine allpolige Abschaltung des Ableiters 1 durch Vorsehen von vom Schaltschloß 4 betätigten Unterbrechungskontakten 2 in seinen beiden Zuleitungen -wie dies mit strichlierten Linien in Fig.4b eingetragen ist- ist möglich.There is again the surge arrester 1 in its current path Break contact 2 is arranged. As shown in Fig.4a, the break contact is 2nd downstream of the surge arrester 1. This arrangement is by no means mandatory, rather, as can be seen from FIG. 4b, the interrupter contact 2 be upstream of the surge arrester 1. All-pole shutdown of the Arrester 1 by providing break contacts 2 actuated by the switching mechanism 4 its two feed lines - as shown in dashed lines in Fig. 4b possible.

    Fig.4c zeigt die praktische Realisierung des Blockschaltbildes nach Fig.2, wobei die Abschalteinrichtung entsprechend Fig.1b ausgestaltet ist. Wie mit strichlierten Linien angedeutet, kann die Überstromschutzeinrichtung 21 aus dem Stromkreis des Ableiters 1 herausgenommen und der gesamten Anlage vorgeschaltet werden. Beim Ansprechen der Abschalteinrichtung wird damit nicht nur lediglich der Ableiter 1 sondern die gesamte Verbraucheranlage vom Netz getrennt. Die Überstromschutzeinrichtung 21 kann bei einer solchen Anordnung durch die ohnehin vorhandene Hausanschlußsicherung gebildet sein. Der Strom durch den Ableiter 1 wird in diesen Ausführungsbeispielen mittels eines Stromwandlers 50 erfaßt. Als besonders günstig hat sich aufgrund der kleinen Bauform hiefür ein Durchsteckwandler erwiesen. Fig.4c shows the practical implementation of the block diagram of Figure 2, the Shutdown device is designed according to Fig.1b. As with dashed lines indicated, the overcurrent protection device 21 from the circuit of the arrester 1 removed and connected upstream of the entire system. When addressing the Switch-off device is thus not only the arrester 1 but the entire one Consumer system disconnected from the network. The overcurrent protection device 21 can with a such an arrangement should be formed by the existing house connection protection. The current through the arrester 1 is in these embodiments by means of a Current transformer 50 detected. Has turned out to be particularly cheap due to the small design a push-through converter proved.

    Alternativ zu einem Stromwandler 50 kann jedoch auch jede andere Möglichkeit der Strommessung verwendet werden, Beispiele hiefür wären eine Hall-Sonde oder eine Induktionsspule, in der der Strom durch den Ableiter 1 eine Spannung induziert, welche unmittelbar als stromproportionales Signal verwendet wird.As an alternative to a current transformer 50, however, any other possibility of Current measurement can be used, examples of which would be a Hall probe or a Induction coil in which the current through the arrester 1 induces a voltage, which is used directly as a current proportional signal.

    Die strichliert eingezeichnete Filterschaltung 10 ist, wie später noch erläutert werden wird, nur optional vorhanden und sei vorläufig nicht eingebaut, der Kondensator also herausgenommen und der Widerstand durch einen Kurzschluß ersetzt.The filter circuit 10 shown in broken lines is, as will be explained later, only optionally available and is not installed for the time being, the capacitor removed and the resistor replaced by a short circuit.

    Das von den Stromsensoren gelieferte Signal muß nun über die Zeit integriert werden. Je nach Form des vom Stromsensor gelieferten Signales müssen hiefür entsprechende Bauteile eingesetzt werden. Im Fall der Ausführung nach Fig.4 ist das ableiterstromproportionale Signal wieder eine Strom, der nach seiner Gleichrichtung durch die Diode 61 besonders einfach mittels eines Kondensators 60 über die Zeit aufintegriert werden kann: Uc=1/C·∫i dt. Das Ergebnis des Integrals liegt also in Form der momentanen Kondensatorspannung vor.The signal supplied by the current sensors must now be integrated over time. Depending on the form of the signal supplied by the current sensor, corresponding components must be used for this. In the case of the embodiment according to FIG. 4, the signal proportional to the arrester current is again a current which, after rectification by the diode 61, can be integrated particularly easily over time by means of a capacitor 60: U c = 1 / C · ∫i dt. The result the integral is in the form of the instantaneous capacitor voltage.

    Bei Verwendung eines spannungsliefernden Stromsensors ist selbstredend eine Schaltung, die Spannungswerte aufintegrieren kann, zu verwenden, einfachstes Beispiel hiefür ist ein als Integrator beschalteter Operationsverstärker, vgl. Fig.6c.When using a voltage-supplying current sensor, a circuit is, of course, the Integrating voltage values can be used, the simplest example of which is an as Integrator-connected operational amplifier, cf. Fig. 6c.

    Die Kondensatorspannung wird über eine Z-Diode 70 an ein Auslöserelais 71 geführt, welches Auslöserelais 71 mit dem Schaltschloß 4 in Wirkverbindung steht. Sobald die Kondensatorspannung den Wert der Durchbruchspannung der Z-Diode 70 überschreitet, entlädt sich der Kondensator 60 über das Auslöserelais 71 und leitet damit die Abschaltung ein, die wie dargestellt durch Öffnung des Unterbrecherkontaktes 2 aber auch entsprechend dem Prinzipschaltbild nach Fig.lb durch Kurzschließen des Ableiter 1 und nachfolgendes Auslösen einer dem Ableiter 1 vorgeschalteten Überstromschutzeinrichtung 21, erfolgen kann.The capacitor voltage is fed via a Zener diode 70 to a trigger relay 71, which trigger relay 71 is in operative connection with the switching lock 4. As soon as the Capacitor voltage exceeds the value of the breakdown voltage of the Zener diode 70, the capacitor 60 discharges through the trigger relay 71 and thus conducts the shutdown a, as shown by opening the interrupter contact 2 but also accordingly the basic circuit diagram of Fig.lb by short-circuiting the arrester 1 and the following An overcurrent protection device 21 connected upstream of the arrester 1 is triggered can.

    Die Kapazität des Kondensators 60 und die Durchbruchsspannung der Z-Diode 70 werden dabei so dimensioniert, daß die Abschaltung in erfindungsgemäßer Weise vor Erreichen des maximalen Energieaufnahmevermögens des Ableiters erfolgt.The capacitance of the capacitor 60 and the breakdown voltage of the Zener diode 70 become dimensioned so that the shutdown in the inventive manner before reaching the maximum energy absorption capacity of the arrester takes place.

    Zur Wiedereinschaltung des Ableitertrennschalters ist ein manuell betätigbares Rückstellorgan 8 vorgesehen. Sofern die Abschalteinrichtung durch Kurzschlußkontakt 22 und Überstromschutzeinrichtung 21 gebildet ist, muß zusätzlich zur Rückstellung des Schaltschlosses 4 auch eine Wiedereinschaltung bzw. ein Austausch der Überstromschutzeinrichtung 21, vorgenommen werden.To switch the arrester disconnector back on, a manually operable one Restoring element 8 is provided. If the shutdown device by short circuit contact 22nd and overcurrent protection device 21 is formed, in addition to resetting the Switch lock 4 also a restart or an exchange of Overcurrent protection device 21 are made.

    Die eben beschriebene Art der Schaltschloßbetätigung arbeitet netzspannungsunabhängig. genauso liegt es aber im Rahmen der Erfindung, die Schaltschloß-Auslösung wie in Fig.5 dargestellt, netzspannungsabhängig zu gestalten.The type of switch actuation just described works independently of the mains voltage. but it is also within the scope of the invention to trigger the switch lock as in FIG. 5 shown to be dependent on the mains voltage.

    Der prinzipielle Aufbau entspricht jenem von Fig.4a, hier entlädt sich der Kondensator 60 jedoch über ein Relais 72, das das Schaltschloß 4 nicht unmittelbar betätigt, sondern über einen Kontakt 73 das Auslöserelais 71 mit dem Netz verbindet. Das Auslöserelais 71 spricht damit an und betätigt das mit ihm in Wirkverbindung stehende Schaltschloß 4.The basic structure corresponds to that of FIG. 4 a, here the capacitor 60 discharges however, via a relay 72, which does not actuate the switching lock 4 directly, but via a contact 73 connects the trip relay 71 to the network. The trigger relay 71 speaks with it and actuates the key switch 4 that is operatively connected to it.

    Anstatt des Unterbrecherkontaktes 2 kann auch hier wieder ein den Überspannungsableiter 1 überbrückender Kurzschlußkontakt 22 in Verbindung mit einer in Serie zum Überspannungsableiter 1 liegenden Überstromschutzeinrichtung 21 verwendet werden. Instead of the breaker contact 2, the surge arrester 1 can again be used here bridging short circuit contact 22 in connection with a in series to Surge arrester 1 lying overcurrent protection device 21 are used.

    Wie bei Schutzschalter jeder Art üblich, kann auch bei einem erfindungsgemäßen Ableitertrennschalter eine Prüfeinrichtung vorgesehen sein. Diese ist gebildet durch eine zweite Primärspule 51 des Stromwandlers 50, welche über einen Taster 9 mit dem Netz verbunden werden kann. Bei Betätigung des Tasters 9 wird ein unzulässig hoher Strom durch den Ableiter 1 simuliert, der bei ordnungsgemäßer Funktion des Schalters seine Auslösung bewirkt.As is customary with circuit breakers of all types, can also be used with an inventive Arrester disconnector a test device may be provided. This is formed by a second primary coil 51 of the current transformer 50, which is connected to the mains via a button 9 can be connected. When button 9 is pressed, an impermissibly high current is passed through the arrester 1 simulates the triggering when the switch is working properly causes.

    In den Fig.4 und 5 ist die Serienschaltung aus Überspannungsableiter 1 und Unterbrechungskontakt 2 bzw. die Serienschaltung aus kurzschließbarem Überspannungsableiter 1 und Überstromschutzeinrichtung 21 stets zwischen L und PE eingesetzt. Dies soll aber -wie bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der Fig. 1 und 2 erwähnt- keine Einschränkung der Anwendung der Erfindung auf diese beiden Leitungen bedeuten; besagte Serienschaltungen können vielmehr zwischen zwei beliebigen Leitungspaaren eines Stromversorgungsnetzes eingebaut sein.4 and 5, the series circuit of surge arrester 1 and Interrupting contact 2 or the series connection of short-circuitable Surge arrester 1 and overcurrent protection device 21 always between L and PE used. However, this is - as already in connection with the explanation of FIGS. 1 and 2 mentioned - no restriction of the application of the invention to these two lines mean; said series connections can rather be between any two Line pairs of a power supply network must be installed.

    Die bisher beschriebene Schwellwerterkennung durch eine Z-Diode 70 kann im Sinne der Erfindung auch durch andere Maßnahmen erfolgen, so wie dies in den Fig.6a-c dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber wurde in diesen Figuren lediglich die Beschaltung des Auslöserelais 71 dargestellt, die restlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Ableitertrennschalters jedoch weggelassen.The threshold value detection described so far by means of a Zener diode 70 can be used in the sense of FIG Invention also take place by other measures, as shown in FIGS. 6a-c. For the sake of clarity, only the wiring of the Tripping relay 71 shown, the remaining components of the invention Arrester disconnector, however, omitted.

    In Fig.6a ist die Z-Diode durch eine in Sperrichtung betriebene Transistorstruktur 11 gebildet, die im einfachsten Fall aus einem einzigen Transistor besteht. Die Basis-EmitterStrecke dieses Transistors ist in Sperrichtung in Serie zum Auslöserelais 71 geschaltet, bricht -ähnlich einer Z-Diode- bei einer genau definierten Spannung durch und ermöglicht damit einen Stromfluß durch das Auslöserelais 71. Durch Serienschaltung mehrerer -strichliert eingetragener- Transistoren kann die Durchbruchsspannung der Transistorstruktur 11 auf einfache Weise erhöht werden.In FIG. 6 a the Z diode is by a transistor structure 11 operated in the reverse direction formed, which in the simplest case consists of a single transistor. The base emitter path this transistor is connected in series in the reverse direction to the trigger relay 71, breaks -like a Z-diode- with a precisely defined voltage and thus enables a current flow through the trigger relay 71. By connecting several lines registered transistors, the breakdown voltage of the transistor structure 11 on easily increased.

    Im Normalfall können über die Basis-Emitterstrecke eines Transistors nur kleine Ströme, die in der Regel zu gering sind, um ein Ansprechen des Auslöserelais 71 zu bewirken, geleitet werden. Es ist daher notwendig, die Transistorstruktur 11 mit weiteren, leistungsfähigeren Schaltbauelementen zu erweitern; eine Möglichkeit hiefür ist in Fig.6b dargestellt.Normally, only small currents can pass through the base-emitter path of a transistor are usually too low to cause the trigger relay 71 to respond will. It is therefore necessary to use further, more powerful transistor structures 11 Expand switching components; one possibility for this is shown in FIG. 6b.

    Die Transistorstruktur 11 ist mit Transistoren 12 und 13 sowie den Widerständen 14 und 15 beschaltet. Ein Kondensator 16 kann vorteilhaft sein, um Störsignale kurzzuschließen. Die Transistoren 12 und 13 sind in einer Mitkoppelschaltung angeordnet. Die Widerstände 14 und 15 sorgen für ein hochohmiges Anschließen der Transistorstruktur 11, wodurch sich diese nicht als Bürde für den Kondensator 60 während dessen Aufladung auswirkt. Die Transistoren 14, 15 sind vorteilhaft mit hoher Stromverstärkung zu wählen. Wenn die Transistorstruktur 11 in ihrer Sperrichtung leitend wird, sorgt der Spannungsabfall am Widerstand 14 dafür, daß der Transistor 12 in den leitenden Zustand gesteuert wird. Der dann über den Widerstand 15 fließende Strom führt zu einem Spannungsabfall, der den Transistor 13 leitend steuert. Über den Widerstand 14 wird dann ein noch größerer Strom gezogen, da der Spannungsabfall am Transistor 13 im leitenden Zustand wesentlich niedriger ist.The transistor structure 11 has transistors 12 and 13 and resistors 14 and 15 wired. A capacitor 16 can be advantageous to short-circuit interference signals. The Transistors 12 and 13 are arranged in a positive feedback circuit. The resistors 14 and 15 ensure a high-resistance connection of the transistor structure 11, as a result of which this does not act as a burden on capacitor 60 while it is charging. The Transistors 14, 15 are advantageously selected with a high current gain. If the If transistor structure 11 becomes conductive in its blocking direction, the voltage drop ensures Resistor 14 for controlling transistor 12 to be in the conductive state. The one then Current flowing through the resistor 15 leads to a voltage drop that causes the transistor 13 controls. An even larger current is then drawn via the resistor 14, since the voltage drop across transistor 13 in the conductive state is substantially lower.

    Der das Auslöserelais 71 betätigende Strom fließt also zusammenfassend nahezu vollständig über die leitenden Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 12, 13 und kann daher ohne Beschädigungen hervorzurufen die für die Auslöserelais-Betätigung notwendigen Amplituden annehmen.The current actuating the trigger relay 71 thus flows almost completely in summary over the conductive emitter-collector paths of the transistors 12, 13 and can therefore without The amplitudes required for actuation of the trigger relay actuation cause damage accept.

    Nach einer weiteren, in Fig.6c dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Schwellwerterkennung durch einen als Komparator beschalteten Operationsverstärker 20 gebildet. Das Integrieren des dem Ableiterstrom proportionalen Signales erfolgt durch einen weiteren Operationsverstärker 17, der durch an sich bekannte Beschaltung mit einem Widerstand 19 und einem Kondensator 18 als Integrator betrieben ist.According to a further embodiment of the invention shown in FIG. 6c Threshold value detection by an operational amplifier 20 connected as a comparator educated. The signal proportional to the arrester current is integrated by a another operational amplifier 17, which is connected by a circuit known per se Resistor 19 and a capacitor 18 is operated as an integrator.

    Die in den Fig.6a-c gezeigten Schwellwerterkennungs-bzw. Integrier-Schaltungen können in beliebigen Kombinationen eingesetzt werden: Beispielsweise kann der Kondensator 60 inThe threshold value detection or. Integrating circuits can be used in any combination can be used: For example, the capacitor 60 in

    Fig.6a,b durch den Operationsverstärker 17 nach Fig.6c ersetzt werden; umgekehrt ist auch ein Ersatz des als Komparator wirkenden Operationsverstärkers 20 durch eine Transistorstruktur 11 der Fig.6a,b denkbar.6a, b are replaced by the operational amplifier 17 according to FIG. 6c; reverse is also a replacement of the operational amplifier 20 acting as a comparator with one Transistor structure 11 of Figures 6a, b is conceivable.

    Beim Auftreten unzulässig hoher Überspannungen muß der Ableiter ungestört, d.h. ohne daß der Ableitertrennschalter auslöst, ableiten können. Bei einem Schalter der bislang beschriebenen Art ist dies nur dann gegeben, wenn der Energiegehalt des Überspannungsstoßes unter dem maximalen Energieaufnahmevermögen des Ableiters bleibt. Sinn eines Überspannungsableiters ist es aber, Überspannungen unabhängig von ihrem Energiegehalt. auch wenn sie die Zerstörung des Ableiters zur Folge hätten, abzuleiten. Die Stoßstromfestigkeit des Ableitertrennschalters -die in der bislang behandelten Ausführungsweise nur in Bezug auf "energiearme" Überspannungsstöße gegeben ist- ist demnach auch auf "energiereiche" Überspannungstöße auszuweiten.If excessively high overvoltages occur, the arrester must be undisturbed, i.e. without the arrester disconnect trips, can discharge. At a switch of the previous described type, this is only the case if the energy content of the Surge surge remains below the maximum energy absorption capacity of the arrester. However, the purpose of a surge arrester is to make surge voltages independent of theirs Energy content. even if they would destroy the arrester. The Surge current resistance of the arrester disconnector - the one discussed so far Design is only given in relation to "low-energy" surge surges accordingly also to extend to "high-energy" surge surges.

    Für das Erreichen dieser Vorgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß den zu schützenden Ableiter 1 durchfließende Ströme, deren Frequenzen größer als die Netzfrequenz sind, also von kurzzeitigen Überspannungen, z.B. Blitzüberspannungen- hervorgerufen werden, bei der Berechung der dem Ableiter 1 zugeführten elektrischen Energie unberücksichtigt bleiben.To achieve this, the invention provides that the one to be protected Arrester 1 flowing currents, the frequencies of which are greater than the mains frequency, that is of short-term surges, e.g. Lightning surges - are caused at the Calculation of the electrical energy supplied to the arrester 1 are disregarded.

    Schaltungstechnisch wird dies so realisiert, daß der Schaltung 5 zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter 1 proportionalen Signales eine Filterschaltung 10 nachgeschaltet ist, welche das Ableiterstrom-proportionale Signal auf Frequenzen kleiner bzw. gleich der Netzfrequenz begrenzt. Die eingangs erwähnten TOVs haben Netzfrequenz und fließen daher vollumfänglich in die Berechung der Energieaufnahme ein, der Ableitertrennschalter spricht daher weiterhin auf sie an.In terms of circuitry, this is realized in such a way that the circuit 5 forms a current through the surge arrester 1 proportional signal, a filter circuit 10 is connected downstream, the signal proportional to the arrester current at frequencies smaller or equal to the network frequency. The TOVs mentioned at the beginning have a network frequency and therefore flow fully into the calculation of the energy consumption, the Arrester disconnectors therefore continue to respond to them.

    Zur Erfüllung der erwähnten Unterdrückungs-Funktion muß besagte Filterschaltung 10 Tiefpaß- oder Bandpaßcharakteristik aufweisen und auf die Netzfrequenz ausgelegt sein.In order to fulfill the aforementioned suppression function, said filter circuit 10 Have low-pass or band-pass characteristics and be designed for the network frequency.

    In Fig. 2 wurde diese Filterschaltung 10 mit strichlierten Linien eingetragen. Die praktische Realisierung kann durch eine einfache passive RC-Schaltung, so wie in den Fig.4 u. 5 dargestellt, aber auch durch jede andere bekannte Schaltung, die die geforderten Übertragungseigenschaften aufweist, erfolgen.In Fig. 2, this filter circuit 10 has been entered with dashed lines. The practical one Realization can be done by a simple passive RC circuit, as in FIGS. 5 represented, but also by any other known circuit that the required Has transmission properties take place.

    Claims (15)

    Abtrennvorrichtung für Überspannungsableiter (1), umfassend eine den Strom durch den Überspannungsableiter (1) erfassende Einrichtung (3) und eine von dieser Einrichtung (3) auslösbare, die Abtrennung des Überspannungsableiters (1) vom Netz bewirkende Abschalteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) die vom Überspannungsableiter (1) aufgenommene elektrische Energie erfaßt und beim Erreichen einer vorgebbaren Energiemenge, die kleiner oder gleich dem maximalen Energieaufnahmevermögen des zu schützenden Überspannungsableiters ist, die Abschalteinrichtung betätigt.Disconnection device for surge arrester (1), comprising a device (3) which detects the current through the surge arrester (1) and a disconnection device which triggers the disconnection of the surge arrester (1) from the power supply and is characterized in that the device (3) the electrical energy absorbed by the surge arrester (1) is detected and the shutdown device is actuated when a predetermined amount of energy which is less than or equal to the maximum energy absorption capacity of the surge arrester to be protected is reached. Abtrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung einen in Serie zum Überspannungsableiter (1) geschalteten, von einem Schaltschloß (4) betätigbaren Unterbrechungskontakt (2) aufweist.Disconnecting device according to claim 1, characterized in that the switch-off device has an interruption contact (2) which is connected in series with the surge arrester (1) and can be actuated by a switch lock (4). Abtrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung eine in Serie zum Überspannungsableiter (1) geschaltete Überspannungsschutzeinrichtung (21), vorzugsweise Schmelzsicherung, und einen parallel zum Überspannungsableiter (1) geschalteten, von einem Schaltschloß (4) betätigbaren Kurzschlußkontakt (22) aufweist.Disconnection device according to Claim 1, characterized in that the disconnection device has an overvoltage protection device (21), preferably a fuse, which is connected in series with the overvoltage arrester (1), and a short-circuit contact (22) which is connected in parallel with the overvoltage arrester (1) and can be actuated by a switch lock (4) . Abtrennvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieerfassungs-Einrichtung (3) gebildet ist aus einer Serienschaltung einer ersten Schaltung (5) zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter (1) proportionalen Signales, einer zweiten Schaltung (6) welche besagtes Signal über die Zeit integriert und einer Schwellwerterkennungs-Schaltung (7), welche das Schaltschloß (4) betätigt.Disconnection device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the energy detection device (3) is formed from a series circuit of a first circuit (5) for forming a signal proportional to the current through the surge arrester (1), a second circuit (6 ) which integrates said signal over time and a threshold value detection circuit (7) which actuates the key switch (4). Ableitertrennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (5) zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter (1) proportionalen Signales durch einen Stromwandler, vorzugsweise einen Durchsteckwandler, gebildet ist.Arrester disconnection device according to claim 4, characterized in that the circuit (5) for forming a signal proportional to the current through the surge arrester (1) is formed by a current transformer, preferably a push-through transformer. Ableitertrennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (5) zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter (1) proportionalen Signales durch ein Hall-Sonde gebildet ist.Arrester disconnection device according to claim 4, characterized in that the circuit (5) for forming a signal proportional to the current through the surge arrester (1) is formed by a Hall probe. Ableitertrennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (5) zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter (1) proportionalen Signales durch eine Induktionsspule gebildet ist. Arrester disconnection device according to claim 4, characterized in that the circuit (5) for forming a signal proportional to the current through the surge arrester (1) is formed by an induction coil. Ableitertrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Integier-Schaltung (6) eine Gleichrichterschaltung (61) und einen Kondensator (60) umfaßt.Arrester disconnection device according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the integrating circuit (6) comprises a rectifier circuit (61) and a capacitor (60). Ableitertrennvorrichtung nach einem der Ansprüch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrier-Schaltung (6) eine Gleichrichterschaltung (61) und einen als Integrator beschalteten Operationsverstärker (17) umfaßt.Arrester disconnection device according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the integrating circuit (6) comprises a rectifier circuit (61) and an operational amplifier (17) connected as an integrator. Ableitertrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung (7) durch eine Z-Diode (70) gebildet ist.Arrester disconnection device according to one of Claims 4 to 9, characterized in that the threshold detection circuit (7) is formed by a Zener diode (70). Ableitertrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung (7) durch einen Operationsverstärker (20) gebildet ist.Arrester disconnection device according to one of Claims 4 to 9, characterized in that the threshold value detection circuit (7) is formed by an operational amplifier (20). Ableitertrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerterkennungs-Schaltung (7) durch eine in Sperrichtung betriebene Transistorstruktur (11) gebildet ist.Arrester disconnection device according to one of Claims 4 to 9, characterized in that the threshold value detection circuit (7) is formed by a transistor structure (11) operated in the reverse direction. Ableitertrennvorrichtung nach einem Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet. daß der Schaltung (5) zur Bildung eines dem Strom durch den Überspannungsableiter (1) proportionalen Signales eine Filterschaltung (10) nachgeschaltet ist, welche das Ableiterstrom-proportionale Signal auf Frequenzen kleiner bzw. gleich der Netzfrequenz begrenzt.Discharge separation device according to one of claims 4 to 12, characterized. that the circuit (5) for forming a signal proportional to the current through the surge arrester (1) is followed by a filter circuit (10) which limits the signal proportional to the arrester current to frequencies less than or equal to the mains frequency. Abtrennvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung (10) Tiefpaß-Charakteristik aufweist.Separating device according to claim 13, characterized in that the filter circuit (10) has a low-pass characteristic. Abtrennvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung (10) Bandpaß-Charakteristik aufweist.Separating device according to claim 13, characterized in that the filter circuit (10) has a bandpass characteristic.
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